생강(5) - 기내종묘 생산기술

기내종묘 생산기술

생강은 인도, 말레이시아 등 열대아시아가 원산지로 고온다습한 기후에서 잘 자라며 종자를 얻기 어려워 괴경으로 영양번식하는 작물이다. 생강은 gingerone, shogaol, 정유(精油) 등의 성분이 함유되어 있어서 옛부터 건위(建胃), 거담제(去痰濟) 등의 한약재와 조미료로 널리 이용되어 왔다. 특히, 최근에 가공식품 기술의 발달로 인하여 생강을 재료로 한 각종 가공 식료와 식품이 개발 판매되고 있으며 그 수요도 날로 증가되고 있는 추세이다. 그러나 생강은 재배 시 10a당 150∼200㎏의 종강이 많이 소요되는 등 종강 구입비(75∼120만원/10a)가 과다할 뿐만 아니라 뿌리썩음병과 바이러스 감염에 의해 생산량이 크게 감소되는 등 농가에 많은 어려움을 주고 있는 실정이다. 본 연구는 생강의 생장점배양을 통해 얻어진 Virus– free한 재분화 식물체로부터 기내증식 및 괴경이 형성된 씨 생강묘를 생산하고자 수행되었다.

 

1. 생장점 배양을 통한 재분화식물체 생산

 

봉동 재배종을 공시재료로 하여 발아상(암:28°C, 상대습도:60∼ 70％)에서 최아 시킨 후 눈의 길이가 1∼2㎝정도 자랐을 때 이를 절취하여 뿌리를 제거한 후 흐르는 물에 2∼3회 수세한 뒤, 70％(v/v)에탄올에 수초간 침적해서 1차 표면소독을 하였다. 그리고 1.2％ sodium hypochlorite용액에 10분간 2차 표면소독을 한 후 멸균수로 4~5회 세척하였다. 생장점 절취는 해부 현미경 하에서 약 2㎜크기로 절단해서 준비된 배지에 치상하였다. 생장점 배양 적정 배지조건을 구명하고자 이미 선발되어진 MS배지(Sucrose 3％ + NAA 0.1㎎/ℓ + Kinetin 1.0㎎/ℓ + phytagel 4g/ℓ)에 Rutin을 0, 5, 25, 50㎎/ℓ을 첨가하여 실험을 실시하였으며 pH는 5.6∼5.8로 조정했다.

접종은 ø25×150㎜ 시험관에 배양액 10㎖씩 분주한 배지에 1개의 생장점을 접종하였고 배양조건으로는 온도 25°C , 광도 1,500lux, 그리고 16/8(명/암)시간의 광주기하에서 30일간 실시하였다. 무처리(Rutin 0㎎/ℓ)에 비해 Rutin 25∼50㎎/ℓ에서 잎의 분화율이 99％로 매우 좋았으나 잎과 뿌리가 형성되어진 식물체 재분화율은 Rutin 5㎎/ℓ에서 90％로 가장 좋은 반응을 나타냈다. 일반적인 생강의 생장점 배양을 통한 재분화식물체의 형성 과정를 살펴보면 배양 7일째부터 잎이 형성되며 점차 녹색을 띄어가다가 빠르면 배양 15일째부터 뿌리가 유기된 재분화 식물체를 볼 수 있었으며 대체적으로 배양 3∼4주정도면 거의 대부분의 시험관에서 재분화 식물체를 얻을 수 있었다(표 1).

 

표 1. 생장점배양으로부터 재분화식물체 생산에 관여하는 Rutin의 효과

Rutin	분 화 율			뿌리수	뿌리길이
	Leaf	Root	Leaf+Root
㎖/ℓ	%	%	%	개/주	cm
0	92	87	84	4.2	2.4
5	94	92	90	3.1	2.2
25	99	84	87	3.3	2.3
50	99	82	86	2.7	1.6

* 주) 생육조사는 배양 30일을 기준으로 함.

 

2. 재분화식물체의 증식

 

생장점 배양을 통해 얻어진 재분화 식물체의 증식에 적합한 NAA 농도 및 배양 방법을 구명하고자 분화식물체가 2∼3㎝정도 자랐을 때 이를 공시재료로 하여 이미 선발되어진 기본증식배지(MS + Sucrose 3％ + Kinetin 9㎎/ℓ)에 NAA 0, 0.5, 1.0, 2.0㎎/ℓ와 지지물질인 Phytagel(4ｇ/ℓ)을 첨가하는 고체 배지와 첨가하지 않는 액체 배지(80 rpm)로 나누어 실험을 실시하였으며 배양 환경 조건(온도; 광; 배양일수)은 전(前)과 동일하였다. 고체배지에서는 NAA 농도에 따른 증식개체수가 거의 비슷한 반면 액체배지에 서는 NAA 1㎎/ℓ에서 1주당 평균 증식개체수가 5.4개로 양호한 반응을 나타냈다(표 2).

 

표 2. NAA농도 및 배양방법에 따른 재분화식물체의 증식개체수 (단위 : 개/주)

구 분	NAA (㎎/ℓ)
	0	0.5	1.0	2.0
고체배지	4.5	4.5	4.2	3.8
액체배지	3.2	4.8	5.4	4.2

 

3. 증식된 재분화식물체로부터의 괴경형성

 

생장점 배양을 통해 얻어진 재분화식물체의 증식배양을 통해 얻어진 유식물체( 초장 4∼5㎝, 잎 5매)를 공시재료로 하여 1995년도에 선발되어진 괴경형성배지(MS기본배지 + Sucrose 9％ + Rutin 50㎎/ℓ + 활성탄 0.2％ + phytagel 0.3％; 1995.호시)에 CCC 및 TDZ를 각각 200, 300, 400㎎/ℓ와 0.3, 0.4, 0.5㎎/ℓ 첨가하여 실험을 실시하였으며 배양환경 조건(온도; 광)은 전(前) 실험과 동일하였으며 배양 60일후 생육을 관찰하였다.

무처리에 비해 CCC 처리에서는 초장이 작아지는 경향이었으나 괴경수, 괴경형 성율 및 괴경중은 증가하는 경향이었고 특히 CCC 300㎎/ℓ에서 평균 괴경중이 520㎎으로 양호하였으며, TDZ처리에서는 괴경형성능이 떨어지는 현상을 볼 수 있었다(표 3).

 

표 3. 괴경형성에 미치는 CCC와 TDZ의 영향

구 분 (㎎/ℓ)		초장 (㎝)	엽 수 (매/주)	경 수 (개/주)	괴경수1) (개/주)	괴경 2) 형성율 (%)	전체 괴경중 (㎎/주)	평균3) 괴경중 (㎎/주)	생중 (g/주)
무 처 리		14	22	5.3	2.3	45	991	456	6.8
CCC	200	11	25	7.9	5.5	73	2,615	452	6.4
		12	29	7.4	5.3	77	2,760	452	7.6
	300
	400	11	28	6.6	4.9	77	2,440	499	7.4
TDZ	0.3	13	22	5.8	2.2	44	601	273	5.0
	0.4	15	17	4.4	1.5	40	545	355	4.0
	0.5	13	24	6.0	1.8	33	568	343	5.0

* 주: 1) : 1개의 괴경폭이 0.5㎝이상의 것을 1개의 괴경으로 간주.

2) : (괴경수÷전체경수)×100％

3) : 전체 괴경중÷괴경수